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在我国沟壑纵横的黄土高原地区城市化进程中,黄土填方是必不可少的一种典型而又普遍的工程措施。填方土体不均匀沉降必然会导致穿越填方区管线出现变形甚至破坏,因此研究穿越黄土填方区域埋地管线变形特性很有必要。以延安某填方区直埋管线为研究对象,通过收集资料及现场调查,归纳填方区域沉降特征,总结管线的变形模式,建立力学模型,得出管线力学变形破坏机制。分别对穿越不同形式填方区域管线开展室内模型试验,得到填方土体不均匀沉降差时管线位移、应变以及下部土压力的变化规律。最后,通过MIDAS软件进行数值模拟,进一步研究穿越黄土填方区域埋地管线变形特性。研究取得如下成果:(1)通过现场调查,归纳填方区域沉降形式有:填方“斜线形”沉降形式、填方“凸形”沉降形式、填方“凹形”沉降形式以及三种的组合形式。(2)提出穿越填方区域埋地管线的变形模式:剪切变形模式、撬曲变形模式、梁式受压变形模式、扭转变形模式以及受压失稳变形模式。(3)通过穿越填方“斜线形”沉降区域管线模型试验得出,随填方土体沉降,管线最大位移发生在填方沉降区域距离不均匀沉降面最远端;不均匀沉降面处管线位移变化幅度较大,管线沉降位移曲线整体呈“S”形变化。管线上表面在整个试验过程中均受拉应力影响,不均匀沉降面处拉应力最大,填方沉降区拉应力最小。管线下部土压力在不均匀沉降面处减小幅度最大,填方沉降区管线处于悬空状态。该模式下管线的变形主要为撬曲变形模式。(4)通过穿越填方“凸形”沉降区域管线模型试验,随填方土体沉降,管线最大位移发生在两侧填方沉降区管线端部;不均匀沉降面处管线位移变化幅度较大,管线沉降曲线整体以填方相对稳定区中点呈抛物线形状。管线上表面应变值在两侧填方沉降区为负值,中间填方相对稳定区为正值;管线应变最大值发生在模型中间填方相对稳定区中点,且呈对称分布。管线下部土压力在不均匀沉降面处减小幅度最大,管线在两侧填方沉降区域处于悬空状态。(5)通过穿越填方“凹形”沉降区域管线模型试验,随填方土体沉降,管线最大位移发生在模型中间填方沉降区中点;不均匀沉降面处管线位移变化幅度较大,管线沉降曲线整体以填方沉降区中点呈抛物线形状。管线上表面应变值在填方沉降区为负值,两侧填方相对稳定区为正值;管线应变最大值发生在填方沉降区中点,且呈对称分布。管线下部土压力在不均匀沉降面处减小幅度最大,在沉降过程中,管线在填方沉降区域处于悬空状态。